CN102027416A - 用于光刻术的检查设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及检测位于图案中的目标。本发明通过从所述周围图案滤出傅里叶变换而在光瞳平面中操作。具体地，所述方法包括在反射的辐射数据上进行傅里叶变换以形成傅里叶变换数据；移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；对被移除的所述简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据。

Description

用于光刻术的检查设备
本申请要求于2007年11月8日申请的美国临时申请60/996,281的权益，且通过参考将其全部内容并入本文中。
技术领域
本发明涉及例如可用于利用光刻技术的器件制造中的检查方法，且涉及使用光刻技术制造器件的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。
为了监控光刻过程，期望测量图案化的衬底的参数，例如形成在其中或其上的连续层之间的重叠误差。用于对光刻过程中形成的微观结构进行测量的技术有很多，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种形式的专用检查工具是散射仪，其中辐射束被引导到衬底的表面上的目标上，散射或反射束的性质被测量。通过比较束被衬底反射或散射之前和之后的性质，可以确定衬底的性质。这可以例如通过比较反射束与被储存在与已知的衬底性质相关的已知测量值的库中存储的数据来完成。已知两种主要类型的散射仪。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上且测量被散射到特定的窄角度范围中的辐射的光谱(强度作为波长的函数)。角度分辨散射仪使用单色辐射束且测量作为角度的函数的散射辐射的强度。
在散射仪和光刻设备中，在确定重叠误差时使用目标。它们通常定位在图案之间的划线上。在目标位置处的重叠误差因此被测量。然而，因此在图案的位置处的重叠误差是在围绕图案的不同点处的重叠之间的插值。
虽然目标可以定位在图案自身中，但是因为使用的目标相对较大并且因此占用过多的被设计用于产品图案的区域、从而使得器件功能被折衷，所以这不是被期望的。
发明内容
期望提供测量图案中足够小、以能够放置在衬底上的目标的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种检查设备、光刻设备或光刻单元，被配置以测量衬底的性质。
根据本发明的一个方面，提供了一种测量衬底上的目标的方法，所述方法包括：将辐射投影到衬底上；检测被所述衬底反射的辐射和基于所述检测的辐射形成一组傅里叶变换数据；移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；对所述简化的傅里叶变换数据的已经被移除的部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个实施例，提供了一种检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述设备包括：辐射投影器，被配置用辐射照射所述衬底；高数值孔径透镜；检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和数据处理器，被配置以移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；对被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：投影系统，被配置以将图案的图像投影到衬底上；和检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述检查设备包括：辐射投影器，被配置用辐射照射所述衬底；高数值孔径透镜；检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和数据处理器，被配置以移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；对被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品的傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种测量衬底上的目标的方法，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述方法包括以下步骤：用辐射照射所述衬底；检测被所述衬底反射的辐射以形成傅里叶变换数据；在所述已知的图案上进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述设备包括：辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；高数值孔径透镜；检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和数据处理器，被配置以在所述已知的图案上进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述设备包括：辐射投影器，被配置用辐射照射所述衬底；高数值孔径透镜；检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和数据处理器，被配置以在所述已知的图案上进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，包括：投影系统，被配置以将图案的图像投影到衬底上；和检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述检查设备包括：辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；高数值孔径透镜；检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和数据处理器，被配置以在所述已知的图案上进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定包括牺牲特征的衬底上的保形涂层的对称性的方法，所述方法包括以下步骤：施加保形涂层至包括牺牲特征的衬底；蚀刻所述保形涂层以暴露所述特征；移除所述特征以留下保形特征；用辐射照射所述衬底；检测被所述衬底反射的辐射以形成反射的辐射数据；在所述反射的辐射数据上进行傅里叶变换，以形成傅里叶变换数据；移除傅里叶变换数据中对应于所述保形特征的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；对所述被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于确定包括已知的图案和牺牲特征的衬底上的保形涂层的对称性的方法，所述方法包括以下步骤：施加保形涂层至包括所述牺牲特征的衬底；蚀刻所述保形涂层以暴露所述特征；移除所述特征以留下保形特征；用辐射照射所述衬底；检测被所述衬底反射的辐射，所述反射的辐射用于形成一组傅里叶变换数据；在所述已知的图案上进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和从所述傅里叶变换数据减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；
图2示出根据本发明的实施例的光刻单元或簇；
图3示出根据本发明的实施例的散射仪；
图4示出根据本发明的实施例的散射仪；
图5是根据本发明的实施例的流程图；
图6是根据本发明的实施例的流程图；和
图7a-d示出了本发明的实施例所涉及的一些程序。
具体实施方式
图1示意性地示出一种光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台或支撑件(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL，所述投影系统PL配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。浸没技术用于增加投影系统的数值孔径是已知的。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过图案形成装置(例如掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PL，所述投影系统PL将束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器、2D编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述图案形成装置对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PL的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
如图2所示，光刻设备LA形成了光刻单元LC的一部分，有时也称为光刻单元或簇，其还包括在衬底上执行曝光前和曝光后过程的设备。传统地，这些包括沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、显影曝光抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底、在不同的过程设备之间移动它们和之后传递至光刻设备的进料台LB。通常被统称为轨道的这些装置处于轨道控制单元TCU的控制下，其自身通过监督控制系统SCS来控制，该监督控制系统SCS还可以经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，不同设备可以被操作以最大化生产量和处理效率。
为了被光刻设备曝光的衬底被正确地且一致性地曝光，期望检查曝光衬底，以测量诸如随后的层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等性质。如果误差被探测，那么可以对随后的衬底的曝光进行调节，尤其是如果可以立刻和足够快速地完成检查、使得同一批次的其它衬底仍然是将被曝光。另外，已经曝光的衬底可以被剥去和再次加工(以提高生产量)或被丢弃，从而避免在已知是缺陷的衬底上进行曝光。在仅衬底的一些目标部分是有缺陷的情形中，可以仅在是好的这些目标部分上执行另外的曝光。
检查设备用于确定衬底的性质，尤其是不同衬底的或同一衬底的不同层的性质是如何从层至层变化的。检查设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中或可以是分立的装置。为了使得进行最快的测量，期望检测设备在曝光之后立即测量曝光的抗蚀剂层中的性质。然而，抗蚀剂中的潜像具有非常低的对比度，在已经暴露至辐射的抗蚀剂的部分和没有暴露至辐射的这些部分之间的折射率仅具有非常小的差异，且并不是全部所有的检查设备具有足够的灵敏度，以对潜像的测量有用。因此，可以在曝光后焙烤步骤(PEB)之后进行测量，其惯常是在曝光的衬底上进行的第一步骤且增加了抗蚀剂的曝光的和未曝光的部分之间的对比度。在这一阶段，抗蚀剂中的图像可以被称作为半潜像(semi-latent)。还可以对显影的抗蚀剂图像进行测量，在此时抗蚀剂的曝光的或未曝光的部分已经被移除，或在诸如蚀刻等图案转印步骤之后。后者的可能性限制了缺陷衬底的再加工的可能性，但可以仍然提供有用的信息。
图3示出了可以在本发明的实施例中使用的散射仪SM1。它包括宽带(白光)辐射投影器2，其可以将辐射投影到衬底W上。反射的辐射传递至光谱仪检测器4，其测量镜面反射辐射的光谱10(强度作为波长的函数)。根据这一数据，引起检测的光谱的结构或轮廓可以通过处理单元PU进行重新构建，例如通过严格耦合波分析和非线性回归，或通过与在图3的底部显示的模拟光谱的库进行比较来进行重新构建。通常，对于重新构建所述结构的通常形式是已知的且可以根据所述过程的知识假定一些参数，通过其来完成所述结构，从而使得仅有少许结构参数需要根据散射测量数据来确定。这样的散射仪可以被配置成正入射散射仪或斜入射散射仪。
在图4中显示出可以与本发明的实施例一起使用的另一散射仪SM2。在这一装置中，由辐射源2发射的辐射使用透镜系统12通过干涉滤光片13和偏振片17来聚焦，被部分反射的表面16反射且经由微观物镜15聚焦到衬底W上，所述物镜15具有高的数值孔径(NA)，优选地是至少0.9和更优选地是至少0.95。浸没散射仪可以甚至具有超过1的数值孔径的透镜。之后反射辐射透过部分反射的表面16到检测器18中，以探测散射光谱。检测器可以位于后投影光瞳平面11中，其位于透镜系统15的焦距处，然而替代地光瞳平面可能通过辅助光学装置(未显示)再次成像到检测器上。光瞳平面是其中辐射的径向位置限定了入射角且角位置限定了辐射的方位角的平面。检测器优选地是两维检测器，使得衬底目标30的两维角度散射光谱可以被测量。检测器18可以例如是CCD阵列或CMOS传感器，且可以使用例如每帧40毫秒的积分时间。
通常参考束被用于例如测量入射辐射的强度。为此，在辐射束入射到分束器16上时，其的一部分透过分束器，作为朝向参考反射镜14的参考束。参考束之后投影到同一检测器18的不同部分上。
一组干涉滤光片13可以用于选择在例如405-790nm或甚至更低的(诸如200-300nm)范围内的感兴趣的波长。干涉滤光片可以是可调的，而不是包括一组不同的滤光片。光栅可以用于替代干涉滤光片。
检测器18可以测量单一波长(或窄波长范围)的散射光的强度以及分别在多个波长处或在一波长范围上积分的散射光的强度。此外，检测器可以分别测量横向磁性和横向的电偏振光的强度和/或在横向磁性和横向的电偏振光之间的相位差。
使用宽带光源(即具有宽范围的光频或波长的光源，并且因此是彩色的)是可行的，其给出大的集光率，从而允许多个波长的混合。宽带中的多个波长每个优选地具有的带宽为δλ，间距为至少2δλ(即两倍带宽)。辐射的几个“源”可以是扩展的辐射源的不同部分，其通过使用光纤束被分割。这样，角度分辨的散射光谱可以在多个波长被并行地测量。3-D光谱(波长和两个不同的角度)可以被测量，其包含比2-D光谱更多的信息。这允许测量更多的信息，其增加了量测过程的鲁棒性。在EP1,628,164A中更详细地对此进行了描述。
衬底W上的目标30可以是光栅，其被印刷、使得在显影之后条纹由抗蚀剂的实线形成。条纹可以可替代地被蚀刻到衬底中。该图案对光刻投影设备中的色差是敏感的，尤其是对投影系统PL，照射对称性和这样的色差的存在将体现其在印刷的光栅中的变化。因此，印刷的光栅的散射测量数据用于重新构建光栅。光栅的参数(诸如线宽和形状)可以根据印刷步骤和/或其他散射测量过程的知识被输入到由处理单元PU执行的重新构建过程中。
本发明的实施例允许更加精确地测量更小的目标。因此结合本发明的实施例使用的目标可以是约10μm×10μm。在辐射被聚焦到目标上时，另外将有来自周围图案的衍射。在本发明的实施例中，来自周围图案的衍射(在光瞳平面中)被过滤掉，使得仅保留了来自目标的部分。
本发明的实施例在光瞳平面中操作且包括下述程序，如图5所示：
a)获得傅里叶变换数据，S1；
b)移除傅里叶变换中对应于目标的部分，S2；
c)在移除的部分上对剩下的傅里叶变换进行插值，S3；和
d)从程序(a)的傅里叶变换减去程序(c)的傅里叶变换，S4。
程序(a)可以通过将检测器放置到光瞳平面中(或可替代地通过检测数据和执行傅里叶变换)来实现。之后，基于目标的孔阑、节距和方位，傅里叶变换数据中对应于目标的部分可以被移除。可以通过设置在散射仪SM1或SM2中的计算器来进行获得变换数据和移除傅里叶变换的部分的程序。目标通常具有约500-1000nm的节距，而周围图案具有更加小的节距。因此，如果具有适当波长的辐射被使用且与适合的数值孔径结合，那么将有仅来自目标的第一级贡献。另外地，可能具有从周围图案散射的一些更低的强度，其程序(c)是要进行评估。周围图案的任何知识可以用于改善程序(c)的插值。程序(c)评估来自周围图案的串扰。通过从原始傅里叶变换数据中减去周围图案的傅里叶变换(包括评估的串扰)，保留了目标的傅里叶变换。保留的目标数据之后可以用于计算重叠误差或为了任何其它的目的。程序a-d或它们的一部分可以通过使用数据处理器来进行。
在本发明的另一实施例中，衬底上的图案(除目标之外)的傅里叶变换是已知的。本发明的实施例包括下述的程序，如图6所示：
(a)获得傅里叶变换数据，S11；
(b)在已知的图案上执行傅里叶变换，S12；和
(c)从程序(a)的傅里叶变换减去程序(b)的傅里叶变换，S14。
这一方法避免了对近似来自图案的串扰的需要和通过使用已知图案的傅里叶变换散射的较低的强度。因此，在这一实施例中较大的角扩展可以被使用，可以探测具有较大重叠范围的目标。然而，这一方法依赖于已知的周围图案的结构。
根据本发明的另外的实施例，所述方法被用于确定保形涂层的对称性。根据这一实施例，如图7a所示产生了牺牲特征21，如图7b所示施加涂层22。保形涂层被向下蚀刻，以暴露特征的顶部(图7c)。所述特征之后被移除，通常通过蚀刻用于以比原始特征更小的节距仅留下保形层特征23(图7d)。之后辐射被投影到衬底上，反射的辐射被探测。之后所述方法包括下述的程序：
a)(从反射的辐射数据)获得傅里叶变换数据；
b)移除傅里叶变换中对应于保形层特征的部分；
c)在移除的部分上对剩下的傅里叶变换进行插值；和
d)从程序(a)的傅里叶变换减去程序(c)的傅里叶变换。
最终获得的数据之后可以用于确定涂层和衬底自身的特性。
可替代地，如果周围图案是已知的，那么所述方法可以包括根据本发明的第二实施例的程序，即：
(a)获得傅里叶变换数据；
(b)在已知的图案上进行傅里叶变换；和
(c)从程序(a)的傅里叶变换减去程序(b)的傅里叶变换。
主要结合角度分辨的散射仪描述了本发明的实施例，尽管本发明还可以与例如光谱散射仪或椭率仪结合使用。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。
在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明的实施例可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (22)

1.一种测量衬底上的目标的方法，所述方法包括步骤：
用辐射照射衬底；
检测被所述衬底反射的辐射和基于所述检测的辐射形成一组傅里叶变换数据；
移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；
对被移除的所述简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测步骤包括检测所述光瞳平面中的所述辐射。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述检测步骤包括：对反射的辐射数据进行傅里叶变换，以形成所述傅里叶变换数据。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括分析所述目标数据的步骤，以确定重叠误差或临界尺寸或特征的形状或上述的任意组合。
5.一种检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述设备包括：
辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；
高数值孔径透镜；
检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和
数据处理器，被配置以
移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；
对被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
6.根据权利要求5所述的检查设备，其中所述检查设备包括角度分辨散射仪。
7.根据权利要求5或6所述的检查设备，其中所述检查设备包括光谱散射仪。
8.根据前述权利要求中任一项所述的检查设备，其中所述检查设备包括椭率仪。
9.一种光刻设备，包括：
投影系统，被配置以将图案的图像投影到衬底上；和
检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述检查设备包括：
辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；
高数值孔径透镜；
检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和
数据处理器，被配置以
移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；
对被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
10.一种数据处理器，被配置以处理傅里叶变换数据、用于测量衬底上的目标，所述数据处理器被配置以：
移除傅里叶变换数据中对应于所述目标的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；
对被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
11.一种测量衬底上的目标的方法，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述方法包括以下步骤：
用辐射照射所述衬底；
检测被所述衬底反射的辐射以形成傅里叶变换数据；
对所述已知的图案进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括分析所述目标数据的步骤，以确定重叠误差或临界尺寸或特征的形状或上述的任意组合。
13.一种检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述设备包括：
辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；
高数值孔径透镜；
检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和
数据处理器，被配置以
对所述已知的图案进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
14.根据权利要求13所述的检查设备，其中所述检查设备包括角度分辨散射仪。
15.根据权利要求13或14所述的检查设备，其中所述检查设备包括光谱散射仪。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的检查设备，其中所述检查设备包括椭率仪。
17.一种光刻设备，包括：
投影系统，被配置以将图案的图像投影到衬底上；和
检查设备，被配置以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述检查设备包括：
辐射投影器，被配置以用辐射照射所述衬底；
高数值孔径透镜；
检测器，被配置以检测从所述衬底的表面反射的辐射，所述检测的辐射用于形成傅里叶变换数据；和
数据处理器，被配置以
对所述已知的图案进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
18.一种数据处理器，被配置以处理傅里叶变换数据以测量衬底上的目标，所述衬底包括已知的图案和所述目标，所述数据处理器被配置以：
对所述已知的图案进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
19.一种用于确定包括牺牲特征的衬底上的保形涂层的对称性的方法，所述方法包括以下步骤：
施加保形涂层至包括牺牲特征的衬底；
蚀刻所述保形涂层以暴露所述特征；
移除所述特征以留下保形特征；
用辐射照射所述衬底；
检测被所述衬底反射的辐射以形成反射的辐射数据；
在所述反射的辐射数据上进行傅里叶变换，以形成傅里叶变换数据；
移除傅里叶变换数据中对应于所述保形特征的部分，以形成简化的傅里叶变换数据；
对所述被移除的简化的傅里叶变换数据的所述部分进行插值，以形成产品傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述产品傅里叶变换数据，以形成目标数据。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述衬底上形成所述牺牲特征的步骤。
21.一种用于确定包括已知的图案和牺牲特征的衬底上的保形涂层的对称性的方法，所述方法包括以下步骤：
施加保形涂层至包括所述牺牲特征的衬底；
蚀刻所述保形涂层以暴露所述特征；
移除所述特征以留下保形特征；
用辐射照射所述衬底；
检测被所述衬底反射的辐射，所述反射的辐射用于形成一组傅里叶变换数据；
对所述已知的图案进行傅里叶变换，以形成图案傅里叶变换数据；和
从所述傅里叶变换数据中减去所述图案傅里叶变换数据，以形成目标数据。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括在所述衬底上形成所述牺牲特征的步骤。
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